짐작할 수 있듯이 강력한 핵력은 실제로 매우 강한 힘입니다. 너무 강력해서 우주에서 가장 작은 입자 중 일부를 아주 오랫동안, 아마도 영원히 잡아낼 수 있습니다. 강한 힘에 묶인 입자는 일상 세계의 빌딩 블록 인 양성자와 중성자를 형성합니다. 그러나 양성 자나 중성자를 열어야한다면 아 원자 입자의 훌륭하고 간단한 배열을 찾을 수 없을 것입니다. 대신 우주에서 가장 복잡한 세력 중 하나의 역겨운 내부를 볼 수있을 것입니다.
양성자와 중성자 만이 강력한 힘으로 만들 수있는 것은 아니지만, 우리는 다른 더 복잡하고 이국적인 배열을 실제로 이해하지 못합니다. 게다가, 우리의 관찰과 실험조차도 그 자체가 매우 스케치 적입니다. 그러나 물리학 자들은이 근본적인 자연의 힘에 대한 통찰력을 모 으려고 노력하고 있습니다.
강력하고 복잡한
강한 힘을 설명하려면 훨씬 더 유명한 사촌 인 전자기력과 대조하는 것이 가장 좋습니다. 전자기력으로 물건은 간단하고 쉽고 간단합니다. 1900 년대의 과학자들은 대부분 그것을 알아낼 수있었습니다. 전자기력을 사용하면 전하라고하는 특성을 가진 입자가 파티에 합류 할 수 있습니다. 이 충전이 있으면 전자기력을 느끼고 반응하게됩니다. 그리고 모든 줄무늬와 풍미의 모든 종류의 입자는 정원의 다양한 전자와 같이 전하를 운반합니다.
또 다른 입자 인 광 입자 (광자라고도 함)는 하나의 하전 입자에서 다른 입자로 전자기력을 전달하는 작업을 수행합니다. 광자 자체에는 자체 전하가 없으며 질량이 없습니다. 빛의 속도로 이동하여 우주를 가로 질러 앞뒤로 튕겨서 전자기 현상이 발생합니다.
전하. 전자기력의 단일 캐리어. 간단하고 간단합니다.
대조적으로, 강한 원자력에 영향을받는 6 개의 입자가 있습니다. 그룹으로, 그들은 쿼크로 알려져 있으며 위, 아래, 위, 아래, 이상하고 매력과 같은 기발한 이름을 가지고 있습니다. 강한 핵 세력을 느끼고 이에 대응하기 위해,이 쿼크들은 스스로 책임을집니다. 그것은 전하가 아니고 (전하가 있고 전자기력을 느끼지만) 물리학 자들이 여러 가지 이유로 혼란을 일으키는 물리학 자들은 강한 핵력과 관련된이 특별한 전하를 색 전하라고 부릅니다.
쿼크는 빨강, 녹색 및 파랑이라는 세 가지 색상 중 하나를 가질 수 있습니다. 명확히하기 위해, 그것들은 실제 색상이 아니라, 우리가이 이상한 전하 같은 속성에 부여하는 레이블입니다.
따라서 쿼크는 강한 힘을 느끼지만 정확하기 위해 다른 입자 (8 개) 전체에 의해 운반됩니다. 그것들은 글루온이라고 불리며, 정말 대단한 일을 ... 기다립니다. 쿼크를 함께 붙입니다. 글루온은 또한 자신의 색 전하를 운반하는 능력과 욕구를 가지고 있습니다. 그리고 그들은 질량이 있습니다.
6 개의 쿼크, 8 개의 글루온. 쿼크는 색 전하를 바꿀 수 있고, 글루온도 마찬가지입니다.
이 모든 것이 강력한 핵력이 전자기 사촌보다 훨씬 복잡하고 복잡하다는 것을 의미합니다.
이상하게 강한
알았어 물리학 자들은 쿼크와 글루온의이 속성을 "색 전하"라고 부르는 것이 아니라 느낌이 좋기 때문에 유용한 유추로 작용하기 때문입니다. 빨강, 파랑 및 녹색 조명이 백색광에 추가되는 것처럼 모든 색상이 흰색으로 증가하는 한, 글루온과 쿼크는 서로 결합하여 더 큰 입자를 형성 할 수 있습니다… 가장 일반적인 조합은 빨강, 녹색, 그리고 파란색. 그러나 각 개별 쿼크는 언제든지 어떤 색이든 할당 할 수 있기 때문에 비유는 조금 까다로워집니다. 중요한 것은 올바른 조합을 얻는 쿼크의 수입니다. 따라서 친숙한 양성자와 중성자를 만들기 위해 3 개의 쿼크 그룹을 가질 수 있습니다. 쿼크와 안티 쿼크를 바인딩 할 수 있습니다. 그러면 색상이 자체적으로 취소됩니다 (그린 안티 페어가있는 녹색 페어, 아니 내가 따라갈 때가 아닙니다). meson으로 알려진 종류의 입자.
그러나 거기서 끝나지 않습니다.
이론적으로, 흰색으로 합쳐진 쿼크와 글루온의 조합은 기술적으로 허용됩니다.
예를 들어, 내부에 두 개의 쿼크가있는 두 개의 meson은 테트라 쿼크라고하는 것에 결합 될 수 있습니다. 그리고 어떤 경우에는 믹스에 다섯 번째 쿼크를 추가하여 오각형이라고 불리는 모든 색상의 균형을 유지할 수 있습니다.
테트라 쿼크는 단일 입자로 기술적으로 결합 될 필요조차 없습니다. 그것들은 단순히 서로 가까이 존재하여 소위 수소 분자를 만듭니다.
그리고 이것이 얼마나 미친 짓입니까? 글루온 자체는 입자를 만들기 위해 쿼크가 필요하지 않을 수도 있습니다. 우주에서 비교적 안정된 글루온 공이있을 수 있습니다. 그것들을 글루 볼이라고 부릅니다. 강한 핵력에 의해 허용되는 모든 가능한 경계 상태의 범위를 쿼 코늄 스펙트럼이라고하며 이는 Sci-Fi TV 쇼 작가가 만든 이름이 아닙니다. 쿼크와 글루온의 모든 종류의 미친 잠재적 조합이 존재합니다.
그들은 그렇습니까?
쿼크 레인보우
아마도.
물리학 자들은 Baber Experiment와 Large Hadron Collider에서 몇 년 동안 수십 년 동안 강력한 핵력 실험을 진행해 왔으며, 수년에 걸쳐 서서히 더 높은 에너지 레벨까지 쌓아 가면서 쿼 코늄 스펙트럼에 대해 더 깊고 깊게 조사했습니다. 당신은 당신이 원하는 문장이나 캐주얼 한 대화에서 그 문구를 사용할 수있는 나의 허락을 얻었습니다. 이 실험에서 물리학 자들은 많은 이국적인 쿼크와 글루온을 발견했습니다. 실험자들은 χc2 (3930)와 같이 펑키 한 이름을 부여합니다.
이 이국적인 잠재적 입자는 단지 겨우 존재하지만 많은 경우 결정적으로 존재합니다. 그러나 물리학 자들은이 짧게 생성 된 입자를 테트라 쿼크 나 글루 볼과 같이 존재해야한다고 생각되는 이론적 인 입자에 연결하는 데 어려움을 겪고 있습니다.
연결 문제는 수학이 정말 어렵다는 것입니다. 전자기력과 달리 강한 핵력과 관련된 확실한 예측은 매우 어렵습니다. 쿼크와 글루온 사이의 복잡한 상호 작용 때문이 아닙니다. 매우 높은 에너지에서 강한 원자력의 강도는 실제로 약해지기 시작하여 수학을 단순화 할 수 있습니다. 그러나 안정된 입자를 만들기 위해 쿼크와 글루온을 묶는 데 필요한 에너지와 같은 낮은 에너지에서는 강한 핵력이 실제로 매우 강합니다. 강도가 증가하면 수학을 이해하기가 더 어려워집니다.
이론 물리학 자들은이 문제를 해결하기위한 많은 기술을 고안했지만 기술 자체는 불완전하거나 비효율적입니다. 우리는 석영 스펙트럼에서 이러한 이국적인 상태 중 일부가 존재한다는 것을 알고 있지만, 그들의 특성과 실험적 특성을 예측하는 것은 매우 어렵습니다.
여전히 물리학 자들은 항상 그렇듯이 열심히 일하고 있습니다. 천천히 시간이 지남에 따라 충돌체에서 생성 된 이국적인 입자 컬렉션을 구축하고 이론적 쿼 코늄 상태가 어떻게 보이는지에 대한 더 나은 예측을합니다. 성냥이 천천히 모여 들어 우리 우주에서이 이상하지만 근본적인 힘을보다 완벽하게 보여줍니다.
폴 엠. 셔터 천체 물리학 자입니다 오하이오 주립대 학교, 의 주인 우주인에게 물어보세요 과 우주 라디오의 저자 우주에서의 당신의 장소.
